Đồ án nền móng

Đồ án móng TÀI LIỆU VÀ TIÊU CHUẨN TÍNH TỐN: o TCVN: 10304 – 2014_ “Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế” o TCVN: 9362 – 2012_ “Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình” o Bài Giảng “Nền Móng Cơng Trình” _ Msc Nguyễn Văn Liêm_Đại Học Cần Thơ o Giáo trình “Nền Móng” _ Châu Ngọc Ẩn CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 1.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH o Số liệu cơng trình dựa lớp địa chất là: L1, L2, L3, L4, L5 o Mỗi lớp địa chất xác định quan sát đặc trưng thay đổi màu sắc, cỡ hạt, thành phần hạt q trình khoan * Mơ tả lớp đất: • Lớp L1: Lớp đất sét pha cát lần hữu cơ, màu xám đen đến xám trắng, độ dẻo trung bình, trạng thái mềm • Lớp L2: Lớp đất sét pha cát lẫn sỏi sạn, màu nâu đỏ vàng xám, trạng thái rắn • Lớp L3: Lớp cát vừa đến mịn lẫn bột, màu vàng nâu, trạng thái bời rời • Lớp L4: Lớp cát vừa đến mịn lẫn bột, màu nâu đỏ trạng thái chặt vừa • Lớp L5: Lớp sét lẫn bột, màu nâu đỏ trạng thái cứng - Mực nước ngầm tự nhiên độ sâu -1.9m so với mặt đất tự nhiên * Bề dày vị trí xuất lớp đất: SVTH: Lớp đất L1 L2 L3 L4 Chiều dày (m) 1.5 8.0 12 31.5 Vị trí xuất độ sâu từ mặt đất (m) Từ 0.0 đến 1.5 m Từ 1.5 đến 9.5 m Từ 9.5 đến 21.5 m Từ 21.5 đến 53 m L5 32 Từ 53 đến 85 m Trang Đồ án móng BẢNG CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT Lớp đất L1 L2 L3 L4 L5 Tên Sét pha Sét pha Cát vừa đến Cát vừa đến Sét lẫn bột cát,xám cát,nâu mịn, vàng mịn, nâu đỏ nâu đỏ, đèn, mềm đỏ,rắn nâu, rời chặt vừa cứng W (%) 31.9 23.2 24.8 21.9 20.7 γ w ( T / m3 ) 1.853 1.967 1.873 1.927 2.002 γ ' ( T / m3 ) 0.880 1.002 0.938 0.987 1.041 ∆ ε 2.677 0.906 2.685 0.682 2.667 0.777 2.662 0.684 2.686 0.619 n (%) 47.5 40.5 43.7 40.6 38.2 G (%) 94.3 91.4 85.1 85.2 89.8 Wnh 40.6 43.0 Wd 20.4 20.8 A 20.2 22.2 IL 0.11 - ϕ (độ) 0.57 9o 16o 26 o 14’ 29 o 05’ 16 o 40’ c ( kg / cm ) 0.130 0.360 0.015 0.026 0.668 Eoi ( kPa ) 4596 22980 7760 18384 35236 55.2 Khơng dẻo Khơng dẻo 24.1 31.1 - 1m ta có điều kiện chọn độ dài ngàm sau: + d ≤ 60cm => zng ≥ 2d + d > 60cm => zng ≥ 1.2m Ta có: d = 35cm < 60cm => zng ≥ 70cm Ta chọn zng = 70cm = 0.7m Trong đó: + Chiều dài cọc neo vào đài 0.1m + Đoạn đập đầu cọc 0.6m - Chọn bê tơng lót móng mác 100, dày 0.1m - Chọn móng cọc đài thấp - Chiều dài làm việc cọc là: L = 24 – 0.7 = 23.3m - Độ sâu chơn móng Df = 1.5 m  Cao trình từ mũi cọc đến mặt đất tự nhiên là:(-23.3-1.5) = -24.8 m - Chọn cốt thép cọc 4φ18có As = 10.18 cm2 lớp bảo vệ a = (cm) → h0 = 35– = 32 cm As 10.18 × 100 = 0.9 % - Kiểm tra hàm lượng thép: µ = b × h × 100 = 35 × 32 µmin = 0.1 % < µ = 0.9 % < µmax = ξ R × Rb 0.632 ×145 ×100 = ×100 = 3.27% Rs 2800 => Thỏa điều kiện hàm lượng thép 2.2.4 Tính tốn sức chịu tải cọc a Sức chịu tải cọc theo vật liệu Đối với móng cọc đài thấp cọc tính chịu nén tâm, sức chịu tải cọc theo vật liệu là: Qvl = ϕ (RbAb + RsAs)  Trong đó: + Rb: 145 kg/cm2 – cường độ tính tốn bê tơng B25 + As =10.18 cm2 – diện tích tiết diện ngang thép dọc (4 Φ 18) SVTH: Trang Đồ án móng + Ab = 35x35 – 10.18 =1214.8cm2 – Diện tích tiết diện ngang bê tơng sau cắt thép + Rs = 2800 kg/cm2 – cường độ tính tốn thép CB300-V + ϕ - hệ số xét đến độ mãnh cọc phụ thuộc vào giá trị λ Trường hợp tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu ta phải xét đến ảnh hưởng uốn dọc, xem cọc ngàm đài đầu cọc nằm đất mềm - Tổng chiều dày lớp đất yếu mà cọc qua: Ly =11.3 + 12 = 23.3 m - Chiều dài tính tốn cọc lớp đất yếu: L01 = ν Ly = 0.7 x 23.3 =16.3 m (ν = 0.7; Ly = 23.3 m – chiều dày lớp đất yếu) ν : hệ số phụ thuộc vào liên kết hai đầu cọc, lấy theo bảng dưới: ν Đầu cọc ngàm đài - Độ mãnh cọc: λ = Đầu cọc ngàm đài ν L01 16.3 = = 46.6 (d bề rộng cọc) d 0.35 - Hệ số uốn dọc: λ = L01 =58.6 d → φ1 =1.028 – 0.0000288 λ – 0.0016 = 1.028 – 0.0000288 × 46.62 – 0.0016 × 46.6=0.952 - Khi bắt đầu đóng cọc: chiều dài đoạn cọc L = 12m → Chiều dài tính tốn: L02 =12x2= 24 m - Độ mảnh cọc λ = L02 24 = = 80 d 0.35 → φ2 =1.028 – 0.0000288 λ -0.0016 λ = 1.028 – 0.0000288x802 – 0.0016 × 80 = 0.72 Ta chọn max (φ1,φ2) → φ = 0.952 ⇒ Qvl = 0.952 × (145 × 1214.8+ 2800 × 10.18) = 195T SVTH: Trang Đầu cọc ν ngàm đài Đồ án móng b Xác đinh sức chịu tải cọc theo cường độ đất Theo phụ lục G TCXD 10304:2014 - Sức chịu tải cực hạn Rc,u tính kN, cọc theo đất là: R = q A + u∑ f l c, u b b ii  Trong đó: + qb =là cường độ sức kháng đất mũi cọc + Ab diện tích tiết diện ngang mũi cọc + u chu vi tiết diện ngang + fi cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) lớp đất thứ i thân cọc + li chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ i Tính sức chịu tải cọc ma sát bên: n Qs =U ∑ f si li i =1 + f i Lực ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo cơng thức: f i = c a + K siσ ''vi tan ϕ a Với: + c a : Lực dính đất thân cọc (T/m 2), cọc ép bê tơng cốt thép c a = 0.7c , với c lực dính đất nền; + ϕ a : Góc ma sát cọc đất nền, cọc bêtơng cốt thép ϕ a = ϕ , với ϕ góc ma sát đất nền; ' + σ v : Ứng suất hữu hiệu trọng lượng thân theo phương đứng lớp đất σ v' = γ ' z (T/m2) + K s : Hệ số áp lực ngang, K s = − sin ϕ Ứng với lớp đất, ta tính áp lực ma sát xung quanh thân cọc f s cho lớp đất ( cọc dừng lại lớp đất đó) Lớp 1: Ứng với lớp L1 dày 1.5 m l1 = 1.5 m φ = 90 c = 1.3 T/m2 γw = 1.853 T/m2 γ’ = 0.880 T/m2 Lớp 2: Ứng với lớp L2 dày 8m l2 = 8m φ = 160 SVTH: Trang Đồ án móng c = 3.6 T/m2 γ’ = 1.002 T/m2 γw = 1.967 T/m2  7.6  ÷ = 7.4T/m   σ v' = 1.5x1.853 + 1.967 × 0.4 + 1.002 ×  K0 = – sin(160) = 0.72 → f s = c + K sσ v' tan φ = 3.6 + 0.72 × 7.4 × tan(160 ) = 5.1 T/m2 Lớp 3: Ứng với lớp đất L3 dày 12m l3 = 12 m φ = 26014’ c = 0.15 T/m2 γ’ = 0.938 T/m2 γw = 1.873 T/m2 σ v' = 1.5x1.853+1.967x0.4+ 1.002x7.6 + 0.938 × 12 =16.8 T/m2 K0 = – sin(260140) = 0.558 → f s = c + K sσ v' tan φ = 0.15 + 0.558 × 16.8 × tan(26 014 ) = 4.8 T/m2 Lớp 4: Ứng với lớp đất dày L4 =31.5m γw = 1.927T/m3 γ’ = 0.987 T/m3 c = 0.026 kg/cm2 o ϕ = 29 05' σ v' = 1.853x1.5 +1.967x0.4+ 1.002x7.6 + 0.938 × 12+0.987x 3.3 = 24T/m2 → f s = c + K sσv' tan φ = 0.26 + 0.51 × 24 × tan(29005' ) = T/m ⇒ Vậy sức chịu tải ma sát bên cọc là: n Qs = U ∑ f si li = 1.4 × (5.1 × 8+4.8 × 12+7x3.3) =170(T/m2) i =1 Cường độ sức kháng đất mũi cọc xác định theo cơng thức: qP = (cN c' + qγ' p N q' ) Ab Trong đó: N c' = , N q' =100 hệ số sức chịu tải đất mũi cọc; SVTH: Trang Đồ án móng c = 0.26 (T/m2) qγ' p áp lực hiệu lớp phủ cao trình mũi cọc (có trị số ứng suất pháp hiệu theo phương đứng đất gây cao trình mũi cọc) qγ' p = 1.853 × 1.5 + 1.967 × 0.4 + 1.002 × 7.6 + 0.938 × 12 + 0.987 × 3.3 = 25.7 T/m2 ⇒ Qp = (0.26 × + 25.7 × 100) × 0.1225 = 257.3 (T/m2) Vậy sức chịu tải cực hạn cọc là: Rc ,u = qb Ab + u ∑ f ili = +257.3 + 170 = 427.3 (T)   Sức chịu tải cho phép cọc:  Ra = Rc ,u 427.3 = = 170.9(T ) < Qvl = 195 (T) FS 2.5 (FS: hệ số an tồn lấy 3) c Xác đinh sức chịu tải cọc theo kết xun dd SPT (Mục G.3.1 TCVN 10304:2014) Rc ,u = qb Ab + u ∑ f i l i  qb = k1 N p   f i = k2 N s ,i Theo cơng thức Meyerhof:  Trong đó: + k1 : hệ số, lấy k1= 40 h/d ≤ 400 cọc đóng (Lấy k1=400); + Np: số SPT trung bình khoảng 4d phía 1d phía mũi cọc (Np=24); + k2 = 2: hệ số lấy cho cọc đóng; + Ns,i: số SPT trung bình lớp đất thứ “i” thân cọc N s ,i = 23 × + × 12 + 17.5 × 3.3 = 14.5 + 12 + 3.3 + Ab: diện tích tiết diện ngang chân cọc, Ab = 0.1225 m2 + u: chu vi tiết diện ngang cọc ⇒ Rc ,u = (400 × 24) × 0.1225 + 1.4 × (2 × 14.5) × 23.3 = 212.2 (T)  Sức chịu tải tính tốn cọc: RttSPT = Rc ,u 212.2 = = 84.9 (T) < Qvl = 195(T) K at 2.5 Với Kat = 2.5 ÷ (Hệ số an tồn tính sức chịu tải theo thí nghiệm xun tiêu chuẩn) d Xác đinh sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất (Mục 7.2.2 TCXD 10304 - 2014) SVTH: Trang 10 Đồ án móng  Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc: H0 = Hng = ∑H ≤ Png (trường hợp cọc đứng) n Trong đó: • H0 : Tải trọng ngang tác dụng lên đầu cọc • Hng : Tải trọng tác dụng thẳng góc với trục cọc • Σ H : Tổng tải trọng ngang cơng trình, ΣH = Htt = 2T • n = : Số lượng cọc bố trí móng o Png = 2.5 : Sức chịu tải tính tốn theo phương ngang thẳng góc với trục cọc, xác định thí nghiệm tham khảo bảng số liệu lập sẵn ⇒ H0 = Hng = ∑H = = 0.5 T ≤ Png = 2.5 T 4 → Thỏa điều kiện tải trọng ngang (Png tra bảng 5.15 “Bài Giảng Nền Móng Cơng Trình” _ Msc Nguyễn Văn Liêm trang 114) Như vậy, với nội lực kiểm tra, điều kiện tải trọng tác dụng lên cọc đảm bảo 2.4.3 Kiểm tra cường độ đất mũi cọc “Bài Giảng Nền Móng Cơng Trình” _ Msc Nguyễn Văn Liêm trang 116) Để kiểm tra cường độ đất mũi cọc, người ta xem đài cọc, cọc phần đất cọc khối móng qui ước Khối móng qui ước có có chiều sâu đặt móng khoảng cách từ mặt đất đến cao trình mũi cọc (ở hmũi = -24.8 m) Diện tích móng khối quy ước xác định theo cơng thức sau: Fqu = Aqu × Bqu = (A1 + 2Ltanα).(B1 + 2Ltanα) Trong đó: + A1, B1: khoảng cách mép ngồi cọc biên theo chiều rộng chiều dài đài cọc: A1 = B1 = 1.4 + 0.3 = 1.7 m + L : chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc, L =23.3m + α : góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngồi hàng cọc biên (góc truyền lực) Xác định góc mở rộng α so với trục thẳng đứng kể từ mép ngồi hàng cọc biên (góc truyền lực): α= ϕ tb (đối với cọc đứng) + Trong đó: ϕtb : góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc qua SVTH: Trang 17 Đồ án móng n ϕ tb = ∑ϕ h i i i n ∑h i 16o × + 26o14' × 12 + 29o05' = 23o6' = 22.7 i φi : góc ma sát lớp đất thứ i mà cọc qua hi : Bề dày lớp đất thứ i mà cọc qua → α= ϕ tb 23o6' = 5o46' = 4 ⇒ Fqu = Aqu × Bqu = (1.7 + × 23.3 × tan( 5o6' )) × (1.7 + × 22.7 × tan( 5o6' )) = 5.9 × 5.9= 34.8 m2 Sau xem móng cọc móng khối quy ước việc kiểm tra cường độ đất mũi cọc tiến hành móng nơng thiên nhiên, nghĩa phải thỏa mãn điều kiện đây: σ max ≤ 1.2 R tc   ∑ N tc = σ max + σ ≤ R tc (trường hợp móng chịu tải lệch tâm) σ =  Fqu  Trong đó: Σ Ntc : tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng đáy móng quy ước, kể trọng lượng đài cọc, trọng lượng cọc, trọng lượng đất phạm vi cọc Fqu : diện tích móng khối quy ước Rtc : áp lực tiêu chuẩn đáy móng quy ước σmax, σmin : ứng suất đáy móng quy ước σ max ∑N = Fqu tc  6e  1 + ÷ ÷;  Bqu  σ ∑N = Fqu tc  6e 1 −  Bqu  ÷ ÷;  ∑M e= ∑N tc tc - Chiều cao móng khối quy ước: Hqu= hm + L = 1.5 + 23.3 = 24.8 m - Xác định trọng lượng thân khối móng qui ước: + Trọng lượng thân khối móng qui ước từ đáy đày trở lên (tại cao trình-1.5m): N 1tc = Fqu × h × γtb × n = 34.8 × 1.5 × 2.2 × 1.1 = 126.3T + Trọng lượng khối móng qui ước từ cao trình đáy đài đến mũi cọc (trừ phần thể tích đất bị cọc chiếm chổ): N 2tc = ( Fqu − nc Fc ) ( ∑ γ i hi ) =(34.8–4 × 0.1225)(1.967 × 0.4+1.002 × 7.6+0.938x12+0.987 × 3.3) = 786.2T SVTH: Trang 18 Đồ án móng + Trọng lượng thân cọc: N 3tc = n × Fc × L × γbt = × (0.35 × 0.35) × 23.7 × 2.5 = 29 T ⇒ Tồng trọng lượng thân móng khối qui ước là: tc N qu = N1tc + N 2tc + N 3tc = 126.3 + 786.2 + 29 = 941.5 T - Tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng tác dụng cao tình đáy móng qui ước: tc Σ Ntc = N0tc + N qu = 160 + 941.5= 1080.6 T 1.15 - Tổng moment tác dụng trọng tâm móng khối qui ước: tc tc ΣMtc = M + H ( H đ + Lc ) = - Độ lệch tâm: e = × (1 + 23.3) = 47.5 T.m + 1.15 1.15 ∑ M tc 47.5 = = 0.044 m tc 1080.6 ∑N - Xác định ứng suất đáy móng khối qui ước: σ max ∑N = tc   1 + 6e  = 1080.6 1 + × 0.044  = 32.4T / m )  Bqu  34.8    tc   1 − 6e  = 1080.6 1 − × 0.044  = 29.7(T / m )  B  34.8  5.9  qu   Fqu σ = ∑N Fqu ∑ N tc σ max + σ 32.4 + 29.7 = = = 31.1(T / m ) ⇒ σ = Fqu 2 - Cường độ đất (áp lực tiêu chuẩn) đáy móng khối quy ước: R tc = m[( ABqu + BH qu )γ tb + cD] Trong đó: + m = : hệ số kiện làm việc + Với ϕ = 29.05 tra bảng Giáo trình móng MSc Nguyễn Văn Liêm trang 19  A = 1.07  ta có:  B = 5.29  D = 7  + c = 0.26 T/m + Bqu = 5.9 m + γ: Trọng lượng riêng trung bình đất nằm đáy móng khối quy ước γ = ∑γ h ∑h i i i SVTH: = 1.853 × 1.5 + 1.967 × 0.4 + 1.002 × 7.6 + 0.938 × 12 + 0.987 × 3.3 = 1.04T / m 1.5 + 0.4 + 7.6 + 12 + 3.3 Trang 19 Đồ án móng ⇒ Rtc = × [(1.07 × 5.9 + 5.29 × 24.8) × 1.04 + 0.26 × 7.7 = 145T / m Kiểm tra điều kiện : σmax = 32.4 T/m2 < 1.2Rtc = 1.2 × 145 = 174 T/m2 σ = 29.7 T/m2 < Rtc = 145T/m2 → Thoả điều kiện cường độ đất 2.4.4 Kiểm tra độ lún đất mũi cọc - Độ lún móng cọc tính giống độ lún móng bình thường đặt tự nhiên áp lực gây lún tính từ mặt phẳng đáy móng quy ước - Điều kiện phải thoả mãn: S ≤ Sgh  Trong đó: + S : độ lún ổn định móng + Sgh : độ lún cho phép (Sgh = 8cm) - Độ lún đất mũi cọc xác định theo phương pháp cộng lún lớp phân tố: n n i =1 i =1 S = ∑ si =∑ e1i − e2i hi + e1i  Trong đó: + e1i, e2i : hệ số rỗng lớp phân tố thứ i + hi : chiều dày lớp phân tố i Trình tự tính tốn: - Xác định áp lực đáy móng ∑N = P0 tc Fqu = 1080.6 = 31.1T / m 34.8 Trong đó: ∑N tc : Tổng trọng lượng khối móng quy ước, ∑N tc = 1080.6T Fqu : Diện tích khối móng quy ước, Fqu = 34.8 m2 - Xác định áp lực gây lún Pgl = σ gl = P0 − ∑ (hi γ i )  Trong đó: hi : Chiều dày lớp đất nằm đáy khối móng quy ước γi : Dung trọng lớp đất nằm đáy khối móng quy ước ∑ ( h γ ) = 1.853 × 1.5 + 1.967 × 0.4 + 1.002 × 7.6 + 0.938 × 12 + 987 × 3.3 = 25.7(T/m i i )⇒ σgl = 31.1 – 25.7 = 5.4 (T/m2) - Chia đất đáy móng khối quy ước thành lớp có chiều dày hi : hi ≤ 0.4 Bqu = 0.4 × 5.9 = 2.36m → Ta chọn hi = m SVTH: Trang 20 Đồ án móng Với Bqu : bề rộng móng quy ước, Bqu = 5.9 m - Điều kiện ngưng tính lún: σ zbt ≥ 5σ zgl - Ứng suất trọng lương thân cao trình đáy móng khối qui ước: σ bttb = ∑ ( hi γ i ) = 1.853 × 1.5 + 1.967 × 0.4 + 1.002 × 7.6 + 0.938 × 12 + 987 × 3.3 = 25.7(T/m ) - Ứng suất gây lún tải trọng ngồi gây độ sâu z: σ zgl = k × Pgl (T/m2) Với k0 : hệ số (xét tâm móng), tra bảng phụ thuộc vào tỉ số: z Lqu , Bqu Bqu - Tính độ lún đất phương pháp tổng độ lún lớp đất phân tố n n i =1 i =1 S = ∑ Si = ∑ e1i − e2i × hi + e1i + P1(i) : Ứng suất trọng lượng thân gây lớp đất thứ (i) Từ P 1(i) , dựa vào đường cong nén lún e-p ta xác định e1(i) bt P1(i) = σ z (i ) ⇒ e1(i) bt + P2(i) : Tổng ứng suất hữu hiệu trọng lượng thân (P 1(i) = σ z (i ) ) ứng gl suất gây lún tải trọng ngồi ( σ z (i ) ) gây lớp đất thứ (i) Từ P2(i) , dựa vào đường cong nén lún e-p ta xác định e2(i) P2i = P1i + σgltb * Bảng thí nghiệm nén cố kết: P(kPa) 25 50 100 200 400 800 e 1,178 1,05 1,029 1,011 0,959 0,871 0,69 SVTH: Trang 21 Đồ án móng Biểu đồ quan hệ e p Chia chiều dày lớp đất thành lớp có chiều dày hi = Bmq/5 = 1.00(m) BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT DO TRỌNG LƯNG BẢN THÂN VÀ TẢI TRỌNG NGOÀI ĐIỂM z(m) 0.00 1.00 2.00 3.00 Lmq/Bmq 1.00 1.00 1.00 1.00 2*z/Bmq 0.33898 0.67797 1.01695 Ko 1.000 0.888 0.600 0.381 σ i gl 5.4 4.8 3.2 2.1 σ i bt 25.7 26.7 27.7 28.7 σ i bt /σ i gl 4.8 5.6 8.6 14.0 BẢNG TÍNH ĐỘ LÚN: LỚP ĐẤT hi(cm) 100 100 100 σ bt 2.575 2.673 2.673 2.772 2.772 2.871 P1i 2.624 2.723 2.821 σ gl 0.540 0.480 0.480 0.324 0.324 0.206 σ tb gl P2i e1i e2i Si(cm) 0.510 3.134 1.069 1.045 1.16 0.402 3.124 1.069 1.045 1.16 0.265 3.086 1.069 1.068 0.05 TỔNG ĐỘ LÚN S (cm) 2.37 n n i =1 i =1 - Độ lún nền: S = ∑si =∑ e1i − e2i hi =2.37 (cm) + e1i Ghi chú: Các giá trò ứng suất bảng tính độ lún có đơn vò tính ( KG/cm2) SVTH: Trang 22 Đồ án móng Kết luận : Ta có S=2.37 < Sgh = 8cm, thoả mãn yêu cầu biến dạng 400 1500 5046' MNN -1.900 5046' 24.8 5.4 3000 25.8 4.8 26.8 3.2 27.8 σbt z (T/m ) 2.1 Z 1000 1000 1000 3300 12000 8000 1500 ±0.000 σ zgl (T / m2) Biểu đồ phân bố ứng suất đáy móng khối quy ước 2.5 TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA KHI VẬN CHUYỂN CẨU LẮP Trong móng cọc đài thấp, thường cọc làm việc chịu nén hay chịu kéo nên kết cấu cọc tính tốn kiểm tra theo điều kiện vận chuyển thi cơng Khi vận chuyển cọc từ vị trí chế tạo trường treo cọc lên giá búa cọc chịu lực theo sơ đồ: SVTH: Trang 23 Đồ án móng - Trong hai sơ đồ này, muốn bảo đảm điều kiện chịu lực tốt móc neo phải vị trí cho moment dương lớn trị số moment âm nhỏ Từ điều kiện ta có: + Hai móc neo cho vận chuyển bố trí cách đầu cọc đoạn a = 0.207L + Một móc thi cơng bố trí cách đầu cọc đoạn b = 0.294L Trong đó: + q : tải trọng phân bố trọng lượng thân cọc tạo nên + L : chiều dài cọc - Như tính tốn trên, chiều dài chịu lực cọc thiết kế 24 m, chế tạo chia cọc làm đoạn, đoạn 12m Do đoạn cọc 12m (L ≥ 10m) nên ta bố trí móc neo vận chuyễn đồng thời sử dụng móc vận chuyễn để thi cơng - Tải trọng phân bố trọng lượng thân cọc tạo nên: q = Fc × γbt × n (n = 1.1, hệ số động) = 0.1225 × 2.5 × 1.1 = 0.337(T/m)  MVC max= 0.043qL2 = 0.043 × 0.337 × 122 = 2.1 (T.m)  MTC max = 0.086qL2 = 0.086 × 0.337 × 122 = 4.2 (Tm) Ta lấy gía trị nội lực lớn MTcmax = 4.2 T.m2 để tính tốn kiểm tra kết cấu cọc 2.5.1 Tính cốt dọc Sử dụng bê tơng B25 có Rb = 145 kg/cm2 (cường độ bê tơng) SVTH: Trang 24 Đồ án móng Thép dọc sử dụng thép CB300-V có: Rs = 2800 (kG/cm2) Chọn lớp bảo vệ a = cm ⇒ ho = h – a = 35 – = 32cm, b = 0.35 m (bề rộng cọc) MTcmax = 4.2 Tm M 4.2 ×105 = = 0.08 < α R = 0.418 Ta có: α m = Rb × b × ho2 145 × 35 × 322 ς = 0.5 × (1 + − 2α m ) = 0.5 × (1 + − × 0.08) = 0.96 M 4.2 ×105 = = 4.88 cm2 As = ς Rs h0 0.96 × 2800 × 32 Do sử dụng thép 4φ18 làm cốt dọc nên ta có As = 10.18 cm2 > 4.88 cm2 A 10.18 s µ = b.h ×100 = 35 × 32 ×100 = 0.91% µmin = 0.1% < µ = 0.91% < µmax = ξ R Rb 0.595 × 145 100 = × 100 = 3.08% Rs 2800 ⇒ Thỏa điều kiện hàm lượng 2.5.2 Tính cốt đai - Sử dụng bê tơng cấp độ bền B25 có Rb = 145 kG/cm2 ; Rbt = 10.5 kG/cm2 ; Eb = × 106 kG/cm2 - Cốt đai sử dụng cốt thép CB300-T có: Rsw = 225 MPa; Es = 21 × 104 MPa Lực cắt cọc vận chuyển Lực cắt cọc thi cơng - Ta lấy lực cắt lớn hai sơ đồ tải Q max = 1.5 × 1.84 = 2.76 T (hệ số động K = 1.5) Vì lực cắt cọc tương đối nhỏ nên ta kiểm tra xem bê tơng cọc có đủ khả chịu lực cắt khơng - Điều kiện đảm bảo khả chịu cắt bê tơng: ϕ b (1 + ϕ n ) Rbt bh02 Qmax ≤ C Chọn sơ lấy ϕ b = 1.5; (1+ ϕ n ) = 1; C = 2h0 SVTH: Trang 25 Đồ án móng ⇒ Qmax = 2.76 kg ≤ 1.5 ×1×10.5 × 35 × 322 = 8820 (kg) × 32 → Bê tơng đủ khả chịu lực cắt πd 3,14 x6 = = 28.3mm ,ϕb2 = 2,ϕf = Chọn cốt đai φ 6, số nhánh cốt đai n =2, Aw= 4 Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo:  h 350 = 175mm  = Sct ≤  2 175mm → Chọn khoảng cách cốt đai S = 150 mm - Điều kiện đảm bảo khả chịu nén bê tơng: Qmax ≤ 0.3.ϕw1.ϕb1Rbbh0 Chọn sơ lấy ϕw1 = 1, ϕb1 = ⇒ Qmax= 2760 kg ≤ 0.3 × × × 145 × 35 × 32 = 48720 kg → Bê tơng đủ khả chịu lực nén Vậy bê tơng cọc đủ chịu lực nén lực cắt cọc, khơng cần cốt đai Ở ta bố trí cốt đai theo cấu tạo Như vậy, cốt dọc cọc ta bố trí 4φ18 đối xứng, cốt đai bố trí φ6 Phần đầu cọc mũi cọc chịu lực xung kích nhiều nhất, nên cốt đai bố trí với khoảng cách a = 50mm, khoảng cọc bố trí bước đai a = 150mm Phần đầu cọc chịu trực tiếp tải trọng búa, nên bố trí thêm thép gia cường lớp lớp cách 50mm Mũi cọc dùng để xun thủng tầng cứng hay dị vật, mũi cọc bố trí thép định hướng φ22 hàn vào thép chịu lực 2.5.3 Tính móc neo: * Tính móc neo vận chuyển: - Đối với sơ đồ chịu tải cọc vận chuyển, lực kéo lớn tác dụng vị trí móc cẩu Qmax =1.5 × 1.3 = 1.95T (hệ số động K=1.5) → Chọn móc cẩu thép CII có Rs = 2800 kg/cm 2, khả chịu kéo thép Rs × As - Để đảm bảo khả chịu lực móc cẩu đường kính móc cẩu phải thỏa mãn điều kiện: Rs As ≥ Qmax 4Qmax d2 ×1950 Rsπ ≥ Qmax ⇒ d ≥ = = 0.94cm Rsπ 2800 × 3.14 → Chọn đường kính thép Φ16 > d=0.94 cm Chiều dài đoạn neo theo cấu tạo: Lneo ≥ 30.Φ = 480 cm * Tính móc thi cơng: SVTH: Trang 26 Đồ án móng - Đối với sơ đồ chịu tải cọc thi cơng, lực kéo lớn tác dụng vị trí móc cẩu Qmax =1.5 × 1.84 = 2.76T (hệ số động K=1.5) → Chọn móc cẩu thép CII có Rs = 2800 kg/cm 2, khả chịu kéo thép R s × As - Để đảm bảo khả chịu lực móc cẩu đường kính móc cẩu phải thỏa mãn điều kiện: Rs As ≥ Qmax Rsπ 4Qmax d2 × 2760 ≥ Qmax ⇒ d ≥ = = 1.12cm Rsπ 2800 × 3.14 → Chọn đường kính thép Φ16> d=1.12 cm Chiều dài đoạn neo theo cấu tạo: Lneo ≥ 30.Φ = 420 cm 2.6 TÍNH TỐN KẾT CẤU ĐÀI CỌC 2.6.1 Kiểm tra điều kiện chọc thủng - Đài cọc sử dụng bê tơng B20 có: Rb = 115 kg/cm2, Rbt = kg/cm2 - Chọn tiết diện cột: Lc × Bc = 40 × 40 (cm) - Tiết diện đài: Lđ × Bđ = × (m) - Tiết diện cọc: bc × hc = 35 × 35 (cm) - Chiều cao đài cọc chơn ban đầu là: hđ = m - Chiều cao làm việc đài: ho = hđ – Zng – a = - 0.1 - 0.05 = 0.85m Với Zng = 0.1m khoảng cách cọc ngàm vào đài a = 0.05 lớp bê tơng bảo vệ đầu cọc Tính tốn đài cọc theo điều kiện chọc thủng tính tốn móng đặt thiên nhiên, tháp chọc thủng xuất phát từ chân cột nghiêng góc 450 với trục đứng Kích thước đáy chọc thủng với góc nghiêng từ mép cột 450 Lct = Lc + 2h0 tan(450 ) = 0.4 + × 0.85 × tan(450 ) = 2.1m Bct = Bc + 2h0 tan(450 ) = 0.4 + × 0.85 × tan(450 ) = 2.1m Ta thấy đáy chọc thủng phủ ngồi cọc, nên đài cọc khơng có khả chọc thủng khả bị phá hoại cắt SVTH: Trang 27 Đồ án móng Tháp chọc thủng 2.6.2 Tính nội lực bố trí thép cho đài cọc Đài cọc sử dụng bê tơng B20 có: Rb = 115 kg/cm2, Rbt = kg/cm2 Thép dọc CB400 – V có: Rs = 2800 kg/cm2, Es = 2.1 × 106 kg/cm2 ⇒ α R = 0.432 ξ R = 0.632 Tiết diện cột móng: 40 × 40 (cm2) - Moment quay quanh mặt ngàm I-I: MI-I = ∑Pr i i y Trong đó: Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài; ri : Khoảng cách từ mặt ngàm I-I đến tim cọc thứ x i; x ⇒ MI-I = ∑ Pi d i = P0max d1 = × 46.5 × 0.5 = 46.5(T.m) - Diện tích tiết diện ngang cốt thép cần thiết: M I −I 46.5 × 105 AsI = = = 21.7cm 0.9 Rs h0 0.9 × 2800 × 85 Chọn thép φ16 ⇒ diện tích As = 2.01 cm2 SVTH: Trang 28 y Đồ án móng - Số thép cần bố trí: n = 21.7 + = 11.8 2.01 ⇒ Chọn n = 12 Chọn 12φ16 có As = 2.01 × 12 = 24.12 cm2 > 21.12 cm2 Chọn khoảng cách hai tim thép a = 180 mm Vậy thép cần bố trí là: 12φ16 a180 mm Kiểm tra hàm lượng thép: µmax = ξ R × Rb 0.632 × 115 × 100 = × 100 = 2.6% Rs 2800 µ= As 24.12 × 100 = × 100 = 0.16% bh0 180 × 85 μmin = 0.05% < μ = 0.16 % < μmax = 2.6% => (thỏa điều kiện hàm lượng) y - Moment quay quanh mặt ngàm II-II: MII-II = ∑Pr ' i i x Trong đó: x Pi : Phản lực đầu cọc thứ i tác dụng lên đáy đài; ri' : Khoảng cách từ mặt ngàm II-II đến tim cọc thứ i; M2 = ∑ Pi d i = ( P 40.8) × 0.5 = 43.65 (T.m) max y +P )d = (46.5 + - Diện tích tiết diện ngang cốt thép cần thiết: AsII = M II − II 43.65 ×105 = = 20.4cm 0.9 Rs h0 0.9 × 2800 × 85 Chọn thép φ16 ⇒ diện tích As = 2.01 cm2 - Số thép cần bố trí: n = 20.4 + = 11.1 ⇒ Chọn n = 12 2.01 Chọn 12φ16 có As = 2.01 × 12 = 24.12 cm2 > 20.4 cm2 Chọn khoảng cách hai tim thép a = 180 mm Vậy thép cần bố trí là: 12φ16 a180 mm Kiểm tra hàm lượng thép: ξ R × Rb 0.632 × 115 × 100 = × 100 = 2.6% Rs 2800 A 24,12 µ = s ×100 = × 100 = 0.16% bh0 180 × 85 µmax = SVTH: Trang 29 Đồ án móng μmin = 0.05% < μ = 0.16 % < μmax = 2.6% => (thỏa điều kiện hàm lượng) Vậy bố trí thép 12φ16a180 theo hai phương I-I, II-II 2 MẶT BẰNG BỐ TRÍ THÉP ĐÀI CỌC TỈ LỆ 1/25 Mục Lục SVTH: Trang 30 Đồ án móng SVTH: Trang 31 [...]... Trang 12 Đồ án nền móng - Diện tích thực tế đáy đài cọc: Fdtt = 2 × 2 = 4 m2 > 2.2 m2 Mặt đứng Độ ngàm vào đài ≥ 2d → ho= 0.7m • • Phần bêtơng ngàm vào đài: zng = 0.1m ±0.000 Phần thép cọc neo vào trong đài lneo = 0.6m ⇒ Chọn chiều cao đài: Hđ = 1 m SVTH: Trang 13 1000 100 600 300 • -1.500 Đồ án nền móng 2.4 KIỂM TRA MĨNG CỌC ĐÀI THẤP 2.4.1 Kiểm tra độ sâu chơn đài Móng cọc được xem là móng cọc đài... + 7.6 + 12 + 3.3 Trang 19 Đồ án nền móng ⇒ Rtc = 1 × [(1.07 × 5.9 + 5.29 × 24.8) × 1.04 + 0.26 × 7.7 = 145T / m 2 Kiểm tra điều kiện : σmax = 32.4 T/m2 < 1.2Rtc = 1.2 × 145 = 174 T/m2 σ = 29.7 T/m2 < Rtc = 145T/m2 → Thoả điều kiện cường độ đất nền 2.4.4 Kiểm tra độ lún của đất nền dưới mũi cọc - Độ lún của móng cọc được tính giống như độ lún của móng bình thường đặt trên nền tự nhiên nhưng áp lực gây... 5.15 “Bài Giảng Nền Móng Cơng Trình” _ Msc Nguyễn Văn Liêm trang 114) Như vậy, với nội lực kiểm tra, điều kiện về tải trọng tác dụng lên cọc đều được đảm bảo 2.4.3 Kiểm tra cường độ đất nền dưới mũi cọc “Bài Giảng Nền Móng Cơng Trình” _ Msc Nguyễn Văn Liêm trang 116) Để kiểm tra cường độ đất nền tại mũi cọc, người ta xem đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là một khối móng qui ước Khối móng qui ước... 25.7(T/m i i 2 )⇒ σgl = 31.1 – 25.7 = 5.4 (T/m2) - Chia đất nền dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp có chiều dày hi : hi ≤ 0.4 Bqu = 0.4 × 5.9 = 2.36m → Ta chọn hi = 1 m SVTH: Trang 20 Đồ án nền móng Với Bqu : bề rộng móng quy ước, Bqu = 5.9 m - Điều kiện ngưng tính lún: σ zbt ≥ 5σ zgl - Ứng suất do trọng lương bản thân tại cao trình đáy móng khối qui ước: σ bttb = ∑ ( hi γ i ) = 1.853 × 1.5 + 1.967... ứng suất tại đáy móng khối quy ước 2.5 TÍNH TỐN VÀ KIỂM TRA KHI VẬN CHUYỂN CẨU LẮP Trong móng cọc đài thấp, thường thì cọc làm việc chịu nén hay chịu kéo nên kết cấu cọc được tính tốn và kiểm tra theo điều kiện vận chuyển và thi cơng Khi vận chuyển cọc từ vị trí chế tạo ra hiện trường và khi treo cọc lên giá búa thì cọc chịu lực theo sơ đồ: SVTH: Trang 23 Đồ án nền móng - Trong hai sơ đồ này, muốn bảo... 100 = 2.6% Rs 2800 A 24,12 µ = s ×100 = × 100 = 0.16% bh0 180 × 85 µmax = SVTH: Trang 29 Đồ án nền móng μmin = 0.05% < μ = 0.16 % < μmax = 2.6% => (thỏa điều kiện hàm lượng) Vậy bố trí thép 12φ16a180 theo cả hai phương I-I, II-II 2 1 2 MẶT BẰNG BỐ TRÍ THÉP ĐÀI CỌC TỈ LỆ 1/25 Mục Lục SVTH: Trang 30 Đồ án nền móng SVTH: Trang 31 ... Đồ án nền móng n ϕ tb = ∑ϕ h i i i n ∑h i 16o × 8 + 26o14' × 12 + 29o05' = 23o6' = 22.7 i φi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i mà cọc đi qua hi : Bề dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua → α= ϕ tb 23o6' = 5o46' = 4 4 ⇒ Fqu = Aqu × Bqu = (1.7 + 2 × 23.3 × tan( 5o6' )) × (1.7 + 2 × 22.7 × tan( 5o6' )) = 5.9 × 5.9= 34.8 m2 Sau khi đã xem móng cọc như một móng khối quy ước thì việc kiểm tra cường độ đất nền. .. Tải trọng cơng trình tác dụng tại đỉnh đài SVTH: Trang 11 Đồ án nền móng n =1.1: hệ số vượt tải γ tb = 2.2T / m 2 : trọng lượng riêng trung bình giữa đất và móng h = 1.5m: độ sâu chơn đài ⇒ Fd = 160 = 2.2 m2 77 − 1.1 × 2.2 × 1.5 + Chọn kích thước sơ bộ đài cọc: Fd = l × b = 1.6x1.6 = 2.56 m2 2.3.2 Xác định số lượng cọc Số lượng cọc trong móng được xác định sơ bộ theo cơng thức sau: n = β  ∑N P Trong.. .Đồ án nền móng Sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo cơng thức: Rc ,u = γ c (γ cq qb Ab + u ∑ γ cf f i l i )  Trong đó: + γ c hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γ c = 1 + qb = /m2 cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc + u = 1.4m chu vi tiết diện ngang thân cọc + ∑f i = 51.9 KN/m2 cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc +... Độ lún của nền: S = ∑si =∑ e1i − e2i hi =2.37 (cm) 1 + e1i Ghi chú: 1 Các giá trò ứng suất trong bảng tính độ lún có đơn vò tính ( KG/cm2) SVTH: Trang 22 Đồ án nền móng Kết luận : Ta có S=2.37 < Sgh = 8cm, do đó thoả mãn yêu cầu biến dạng 400 1500 5046' MNN -1.900 5046' 24.8 5.4 3000 25.8 4.8 26.8 3.2 27.8 2 σbt z (T/m ) 2.1 Z 1000 1000 1000 3300 12000 8000 1500 ±0.000 σ zgl (T / m2) Biểu đồ phân bố